安徽工程大学 信息安全原理及应用 第3讲 对称密钥密码体制(下).ppt

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1、第3讲对称密钥密码体制——分组密码网络与信息安全Ⅰ1主要内容原理与设计原则12Feistel密码结构3数据加密标准DES4其他分组密码5分组密码工作模式信息与网络安全的目标进不来拿不走看不懂改不了跑不了因特网加密解密AliceBob密文传输举例：假设Alice与Bob进行保密通信，过程如下：按加解密采用的密钥不同按密码出现的时间不同古典密码现代密码密码学（Cryptology）(Symmetriccipher)(Asymmetriccipher)分组密码流密码公钥密码按加密的方式对称密码非对称密码(Classicalcipher)(Modernciphe

2、r)(Blockcipher)(Streamcipher)(Public-Keycipher)对称密码和公钥密码对称密码公钥密码一般要求一般要求安全性要求安全性要求加密和解密使用相同的密钥收发双方必须共享密钥同一算法用于加密和解密，但加密和解密使用不同密钥发送方拥有加密或解密密钥，而接收方拥有另一密钥密钥必须是保密的若没有其他信息，则解密消息是不可能或自少是不可行的直到算法和若干密文不足以确定密钥两个密钥之一必须是保密的若没有其他信息，则解密消息是不可能或至少是不可行的知道算法和其中一个密钥以及若干不足以确定另一密钥3.3数据加密标准DES（DataEnc

3、ryptionStandard）DES（DataEncryptionStandard）算法于1977年得到美国政府的正式许可，是一种用56位密钥来加密64位数据的方法，其密文的长度也为64位。DES算法在ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密。DES的生命周期1975年，NBS最终采纳了IBM的LUCIFER方案，公开发表DES。1977年正式颁布为数据加密标准（DES-DataEncryptionStandard）。1979年，美国银行协会批准使用DES。1980年，DES成为美国标准化协会(AN

4、SI)标准。1984年，ISO开始在DES基础上制定数据加密的国际标准。1994年，决定1998年12月之后不再使用DES。现已经确定了选用Rijndael算法作为高级加密算法AES。DES算法具有以下特点：（1）DES算法是分组加密算法：以64位为分组。（2）DES算法是对称算法：加密和解密用同一密钥。（3）DES算法的有效密钥长度为56位。（4）换位和置换。（5）易于实现。1.DES的特点2.DES算法要点算法设计中采用的基本变换和操作：置换（P）：重新排列输入的比特位置。交换（SW）：将输入的左右两部分的比特进行互换。循环移位：将输入中的比特进行循环

5、移位，作为输出。一个复杂变换（fK）通常是一个多阶段的乘积变换；与密钥Key相关；必须是非线性变换；实现对密码分析的扰乱；是密码设计安全性的关键。3.DES的加密过程第一步：初始置换IP。对于给定的明文m，通过初始置换IP获得，并将分为两部分，前面32位记为，后面32位记为，即第二步：乘积变换（16轮）。在每一轮中依据下列方法计算（）（16轮中的计算方法相同）：，其中，为第i轮使用的子密钥，各均为的一个置换选择，所有构成密钥方案。函数中的变量为32位字符串，为48位字符串，函数输出的结果为32位字符串。DES的加密过程第三步：初始置换的逆置换。应用初始置换

6、的逆置换对进行置换，得到密文c，即。Li-1Ri-1LiRikif+一轮DES加密过程IPL0R0L1=R0R1=L0⊕f(R0,K1)R2=L1⊕f(R1,K2)L2=R1明文L15=R14R16=L15⊕f(R15,K16)R15=L14⊕f(R14,K15)L16=R15IP-1密文fK1fK2fK16DES加密流程图（1）IP置换表和IP-1逆置换表输入的64位数据按IP表置换进行重新组合，并把输出分为L0和R0两部分，每部分各32位，其IP表置换如表3-1所示表3-1IP置换表58504234261810260524436282012462544

7、638302214664564840322416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157置换过程12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364585042342618102置换过程1234567891011121314151617181920212223242526272829303132

8、333435363738394041424344454647484